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向零瓦PC进军——芯片巨头研究高能效芯片

2011-04-01

电子产品可靠性与环境试验 2011年1期
关键词:待机晶体管功耗

目前,多家芯片制造商和欧洲的一些研究机构已经组织起来,目的在于找出新的微处理器设计方法,从而降低处理器使用过程中的能耗并减少其在待机状态下的能耗。

该研究项目被称为Steeper,其目标是几乎完全消除芯片在待机模式下的处理器功耗,并且将其使用状态下的功耗降低10倍。

瑞士的洛桑联邦工艺学院(EPFL)正在协调该项目,另外还有IBM公司的苏黎世研究实验室、Infineon T echnologies公司和Global Foundries都为该项目提供专业协助,同时还有6家欧洲研究机构也参与到该项目中来(据该声明称,Global Foundries是否参与尚未最终确定)。欧盟的欧洲委员会第七次框架方案将为该项目提供资金支持。

EPFL项目协调员Adrian Lonescu说:“我们的构想是共享这项研究,使制造商能够制造出完美的电子产品——即在睡眠模式下耗电量几乎可忽略不计的计算机。我们将这种计算机称为零瓦PC。”这项设计还可以应用于移动电子设备处理器,以及需要延长电池寿命的各种领域中。

这项为期3年的项目将研究标准互补型金属氧化物半导体(CM OS)的替代设计,现有的市售计算芯片使用的几乎都是这种设计。新的方法将使用基于纳米布线的隧道场效应晶体管(T FET)来替代原来的CM OS芯片中使用的金属氧化物半导体场效应晶体管(M OSFET)。

这些研究人员指出,设计良好的T FET可以降低芯片的总体能耗要求,几乎消除待机模式下使用的功率。

待机模式下的不必要功耗是欧盟尤其关切的问题。即使是在待机模式下,处理器仍在消耗少量电能,这就像关得很紧的水龙头也会有水慢慢滴出一样。欧盟估计,在家庭和办公环境中,待机模式所消耗的电能占所有的电能消耗中10%左右。

研究人员希望新的设计能够将晶体管的大门关得更紧,从而减少电力泄漏,同时还要让打开大门所需的电压更低。具体而言,研究人员希望将芯片的工作电压降低至0.5 V,大约比目前处理器电压要低一个数量级。

T FET将采用硅和硅-锗材料制成,并将利用量子机械频带至频带隧道技术来实现更高效的开关能力。这些半导体纳米布线只有几个纳米的直径,但它可以很好地控制晶体管通道。

(摘自比特网)

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